(57)【要約】【課題】汎用の入出力ポートを使用して低コストで簡易に故障検出できるＡ／Ｄ変換器の故障検出方法を提供する。【解決手段】ＣＰＵ７は、前記入出力ポート２から出力させた低電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換した結果としてレジスタ６から読み出し、その各ビットが「０」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器５の作動が正常であると診断するとともに、ＣＰＵ７は、前記入出力ポート２から出力させた高電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換した結果としてレジスタ６から読み出し、その各ビットが「１」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器５の作動が正常であると診断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ／Ｄ変換器（５）、入出力ポート（１，２）、レジスタ（６）及びＣＰＵ（７）を備えたマイコン（３）の前記Ａ／Ｄ変換器（５）を故障診断する方法であって、
前記ＣＰＵ（７）が、前記入出力ポート（２）から出力させた低電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器（５）でデジタル信号に変換するステップ（Ｓ５）と、
前記デジタル信号をレジスタ（６）から読み出すステップ（Ｓ６）と、
前記レジスタ（６）から読み出したデジタル信号の各ビットが「０」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器（５）の作動が正常であると診断するステップ（Ｓ７）と、
前記ＣＰＵ（７）が、前記入出力ポート（２）から出力させた高電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器（５）でデジタル信号に変換するステップ（Ｓ９）と、
前記デジタル信号をレジスタ（６）から読み出すステップ（Ｓ１０）と、
前記レジスタ（６）から読み出したデジタル信号の各ビットが「１」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器（５）の作動が正常であると診断するステップ（Ｓ１１）とを有することを特徴とするＡ／Ｄ変換器の故障診断方法。
【請求項２】
前記入出力ポート（２）から出力した低電位のアナログ信号は、グランド電圧のものであることを特徴とする請求項１に記載のＡ／Ｄ変換器の故障診断方法。
【請求項３】
前記入出力ポート（２）から出力した高電位のアナログ信号は、前記入出力ポート（２）の電源電圧に相当する電圧のものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＡ／Ｄ変換器の故障診断方法。
【請求項４】
前記入出力ポート（２）は、オープンか又は、アクチュエータが接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＡ／Ｄ変換器の故障診断方法。
【請求項５】
Ａ／Ｄ変換器（５）と、該Ａ／Ｄ変換器（５）から出力されたデジタル信号を一時保持するレジスタ（６）と、複数の入出力ポート（１，２）と、ＣＰＵ（７）とを備えたマイコン（３）において、
前記入出力ポート（１，２）のいずれか一の入出力ポートからのアナログ信号と、外部入力されたアナログ信号とを選択的に切り替えて前記Ａ／Ｄ変換器（５）に入力させるスイッチ（１０）を有することを特徴とするマイコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイコンに内蔵したＡ／Ｄ変換器の故障診断方法及びそのマイコンに関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器は、デジタル信号出力のビットが「０」または「１」に固着するという故障を起こすことがある。
【０００３】
この問題を解決するものとして例えば特許文献１が挙げられる。
【０００４】
特許文献１は、電源電圧とグランド電圧を専用の入力ポートに入力し、デジタル出力の全てのビットが「１」であるべきところ、いずれかのビットが「０」であるとき又は、デジタル出力の全てのビットが「０」であるべきところ、いずれかのビットが「１」であるときにＡ／Ｄ変換器が故障したと判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３７５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、故障検出のために電源電圧とグランド電圧を専用の入力ポートに入力しなければならないので、それらの入力ポートは本来必要とする他の機器に適用することができなくなる。
【０００７】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、汎用の入出力ポートを使用して低コストで簡易に故障検出できるＡ／Ｄ変換器の故障診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、Ａ／Ｄ変換器（５）、入出力ポート（１，２）、レジスタ（６）及びＣＰＵ（７）を備えたマイコン（３）の前記Ａ／Ｄ変換器（５）を故障診断する方法であって、前記ＣＰＵ（７）が、前記入出力ポート（２）から出力させた低電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器（５）でデジタル信号に変換するステップ（Ｓ５）と、前記デジタル信号をレジスタ（６）から読み出すステップ（Ｓ６）と、前記レジスタ（６）から読み出したデジタル信号の各ビットが「０」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器（５）の作動が正常であると診断するステップ（Ｓ７）と、  前記ＣＰＵ（７）が、前記入出力ポート（２）から出力させた高電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器（５）でデジタル信号に変換するステップ（Ｓ９）と、前記デジタル信号をレジスタ（６）から読み出すステップ（Ｓ１０）と、前記レジスタ（６）から読み出したデジタル信号の各ビットが「１」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器（５）の作動が正常であると診断するステップ（Ｓ１１）とを有することを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、ＣＰＵ（７）は、前記入出力ポート（２）から出力させた低電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器（５）でデジタル信号に変換した結果としてレジスタ（６）から読み出し、その各ビットが「０」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器（５）の作動が正常であると診断するとともに、ＣＰＵ（７）は、前記入出力ポート（２）から出力させた高電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器（５）でデジタル信号に変換した結果としてレジスタ（６）から読み出し、その各ビットが「１」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器（５）の作動が正常であると診断する。すなわち、本発明は、汎用の入出力ポートを用い追加部品を要せずソフトウエアにより故障診断を行うので、簡易且つ低コストでＡ／Ｄ変換器の故障を検出できるという優れた効果を奏する。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、Ａ／Ｄ変換器（５）と、該Ａ／Ｄ変換器（５）から出力されたデジタル信号を一時保持するレジスタ（６）と、複数の入出力ポート（１，２）と、ＣＰＵ（７）とを備えたマイコン（３）において、前記入出力ポート（１，２）のいずれか一の入出力ポートからのアナログ信号と、外部入力されたアナログ信号とを選択的に切り替えて前記Ａ／Ｄ変換器（５）に入力させるスイッチ（１０）を有することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、入出力ポート（１，２）のいずれか一の入出力ポートからのアナログ信号と、外部入力されたアナログ信号とを選択的に切り替えて前記Ａ／Ｄ変換器（５）に入力させるスイッチ（１０）を有する。すなわち、本発明は、汎用の入出力ポートを用い追加部品を要せずに故障診断を行うので、簡易且つ低コストでＡ／Ｄ変換器の故障を検出できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のＡ／Ｄ変換器の故障診断方法を実施するマイコンの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すマイコンがセンサ電圧をサンプリングするときの流れ図である。
【図３】図１に示すマイコンがＡ／Ｄ変換器の故障診断をするときの処理を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１に示すように、マイコン３は、Ａ／Ｄ変換器５、入出力ポート１，２、レジスタ６、ＣＰＵ７及びスイッチ８，９，１０を備えている。
【００１５】
入出力ポート１，２は、ＣＰＵ７の指令により入力インターフェイスと出力インターフェイスとに自在に切り替え可能なものである。マイコン３は、複数の入出力ポートを汎用的に備えている。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換器５は、センサ４から外部入力されスイッチ８とスイッチ１０を経由して入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換してレジスタ６へ出力する。レジスタ６は、そのデジタル信号を一時的に保持するものである。
【００１７】
マイコン３におけるＣＰＵ７が、センサ４のアナログ信号を入力してデジタル信号として取り込む処理について、図２の流れ図を参照して説明する。
【００１８】
ＣＰＵ７は、入出力ポート１が入力インターフェイスとなるように指令して設定する。このとき、スイッチ８は閉となり、スイッチ１０はスイッチ８側に切り替えられた状態となる（Ｓ１）。入出力ポート１に接続されたセンサ４のアナログ信号はＡ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換されレジスタ６に保持される（Ｓ２）。ＣＰＵ７は、レジスタ６を読み出すことにより入出力ポート１のＡ／Ｄ変換された値を取得する（Ｓ３）。
【００１９】
次に、マイコン３におけるＣＰＵ７が、Ａ／Ｄ変換器５の故障診断をするときの処理について、図３の流れ図を参照して説明する。
【００２０】
ＣＰＵ７は、入出力ポート２が低電位のアナログ信号を出力する出力インターフェイスとなるように指令して設定する。このとき、スイッチ９は閉となり、スイッチ１０はスイッチ９側に切り替えられた状態となる（Ｓ４）。入出力ポート２には何も外部機器が接続されずオープンの状態とするか又は、モータやソレノイド等のアクチュエータを接続してもよい。なお、入出力ポート２にアクチュエータを接続した場合、故障診断を行わない通常の制御状態では、入出力ポート２は出力インターフェイスとして作動しアクチュエータを正常に駆動することができる。
【００２１】
また、入出力ポート２が出力する低電位のアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器５が確実に「０」と認識可能なグランド電圧であることが好ましい。
【００２２】
入出力ポート２から出力された低電位のアナログ信号はＡ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換されレジスタ６に保持される（Ｓ５）。ＣＰＵ７は、レジスタ６を読み出すことにより入出力ポート２の低電位アナログ信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル値を取得する（Ｓ６）。
【００２３】
ＣＰＵ７は、低電位アナログ信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル値のいずれかのビットが「１」であるときにはＡ／Ｄ変換器５が異常であると診断する（Ｓ７，Ｓ１３）。ＣＰＵ７は、低電位アナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル値の全てのビットが「０」であるときには、Ａ／Ｄ変換器５が正常であると診断して次のステップに進む（Ｓ７）。
【００２４】
ＣＰＵ７は、入出力ポート２が高電位のアナログ信号を出力する出力インターフェイスとなるように指令して設定する。このとき、スイッチ９は閉となり、スイッチ１０はスイッチ９側に切り替えられた状態となる（Ｓ８）。入出力ポート２には何も外部機器が接続されずオープンの状態とするか又は、モータやソレノイド等のアクチュエータを接続してもよい。なお、入出力ポート２にアクチュエータを接続した場合、故障診断を行わない通常の制御状態では、入出力ポート２は出力インターフェイスとして作動しアクチュエータを正常に駆動することができる。
【００２５】
また、入出力ポート２が出力する高電位のアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器５が確実に「１」と認識可能な例えば入出力ポート２の電源電圧に相当する電圧であることが好ましい。
【００２６】
入出力ポート２から出力された高電位のアナログ信号はＡ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換されレジスタ６に保持される（Ｓ９）。ＣＰＵ７は、レジスタ６を読み出すことにより入出力ポート２の高電位アナログ信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル値を取得する（Ｓ１０）。
【００２７】
ＣＰＵ７は、高電位アナログ信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル値のいずれかのビットが「０」であるときにはＡ／Ｄ変換器５が異常であると診断する（Ｓ１１，Ｓ１３）。ＣＰＵ７は、高電位アナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル値の全てのビットが「１」であるときには、Ａ／Ｄ変換器５が正常であると診断する（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００２８】
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態のＡ／Ｄ変換器の故障診断方法によれば、Ａ／Ｄ変換器５入出力ポート１，２、レジスタ６及びＣＰＵ７を備えたマイコン３の前記Ａ／Ｄ変換器５を故障診断する方法は、前記ＣＰＵ７が、前記入出力ポート２から出力させた低電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換するステップＳ５と、前記デジタル信号をレジスタ６から読み出すステップＳ６と、前記レジスタ６から読み出したデジタル信号の各ビットが「０」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器５の作動が正常であると診断するステップＳ７と、前記ＣＰＵ７が、前記入出力ポート２から出力させた高電位のアナログ信号を、前記Ａ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換するステップＳ９と、前記デジタル信号をレジスタ６から読み出すステップＳ１０と、前記レジスタ６から読み出したデジタル信号の各ビットが「１」であるとき、前記Ａ／Ｄ変換器５の作動が正常であると診断するステップＳ１１とを有する。すなわち、本発明は、汎用の入出力ポートを用い追加部品を要せずソフトウエアにより故障診断を行うので、簡易且つ低コストでＡ／Ｄ変換器の故障を検出できるという優れた効果を奏する。
【００２９】
また、本実施形態のマイコン３は、Ａ／Ｄ変換器５と、該Ａ／Ｄ変換器５から出力されたデジタル信号を一時保持するレジスタ６と、複数の入出力ポート１，２と、ＣＰＵ７とを備えたマイコン３において、前記入出力ポート１，２のいずれか一の入出力ポートからのアナログ信号と、外部入力されたアナログ信号とを選択的に切り替えて前記Ａ／Ｄ変換器５に入力させるスイッチ１０を有する。すなわち、本発明は、汎用の入出力ポートを用い追加部品を要せずに故障診断を行うので、簡易且つ低コストでＡ／Ｄ変換器の故障を検出できるという優れた効果を奏する。
【００３０】
なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３１】
１，２    入出力ポート
３    マイコン
４    センサ
５    Ａ／Ｄ変換器
６    レジスタ
７    ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
2013183266.tif 000004
【図３】
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